Система регулирования перепада давления между пузырьковой камерой и трекочувствительной мишенью Советский патент 1983 года по МПК G01T5/06 

Изобретение относится к приборам цпя исспецоваиия свойств элементарных частиц, в частности к технике пузырьковых 1шмер, конкретнее к трекочувствитель- . ным мишеням, размещенным внутри пузырьковых камер, и может быть испопьзовано цпя автоматического поццержаНИЯ постоянного, при необхОЦИМОСТН ИЗМ&няемого во время работы мишени, пер&паца цавп9Ш1я (нулевого:, а также отпичного от нупя) между мишенью и камерой и сохранения пережима в мишега во время работы с периодическим перехоцом ее в состояние, чувствительное к ионизирующему излучению, т. е. в динамичеоком режиме работы. Известна система поддержания перепа да давления между мишенью и камерой, заключенной вакуумный кожух,содержащаяся мишень с жесткими (цилинцричеокими) стен.ками и независимым расширительным устройством, связанным гицравпической кинематической связью с систе.мой расширения пузырьковой камеры, устройство.слежения за .перепадом давле1гая между мишенью и камерой , управляющие холодные вентили, пинию заполнения-опорожнения мишени 11 3 . Однаков связи с жесткостью цилиндрических стенок требования к точности поддержания перепада давления высоки и для мишеней с плоскими гибкими стенками, подобные системы распространения не нашли. Наиболее близкой к предлагаемой яв- пяется система поддержания перепада, давления между трекочувствитегаьной W пузырьковой камерой содержащая пузырьковую камеру, заключенную в вакуумный кожух, и размещенную в ней трекочувствитепьную мишень, а также трубку наполнения опорондаения, соединенную одним концом с мишенью, а другим - с пиниями высокого и низкого давлений С2 В этой системе устройство для .ележеНИН за деформатшей стенок, которая пропорционапьна перепаду давления, фактичес ки является системой защиты от аномаль ного перепада цавлеютя между мишенью н камерой. Эта система защиты при пере паце цавгтения 33% от рабочего пёрепаца сигнализацией прецупрежцает оператора. Оператор вручную осуществляет подрегулировку рабочего перепаца и подрегулировку перепада давления. При достижени перепада давления 120% от рабрчего срабатывает система защиты, соединяющая через хоподный байпасный вентил объемы камеры и мишени.

Соецинение объема камеры с объемом мишени приводит , , .к потере зачастую дорогостоящего вещества мишени, а при мишени - к . загрязнешпо вещества мишени, что во многих случаях недопустимо по условиям. проведения физического эксперимента.

Кроме того, отсечка мишени с помощью холодных вентилей не позволяет с достаточной определенностью поддерживать перепац давления между мишенью и- .камерой так как параметр зависит от режима работы камеры (остановка системы расширения, образование паровой фазы, под поршнем и т. п.), и перепад давления, а следовательно, и непосто$шство прогн5а стенок в статическом состоянии (меж-ду расширениями) может доходить в обычном рабочем режиме цо 33% по. сравнению с номинальным. Отсечка мишени с помощью холодных вентилей, расположенных внутри рабочего объема камеры уменьшает надежность эксплуатации этой, мишени. Данная система не может в широком диапазоне рабочего перемещения стенки мишени менять перепад давления между мишенью и камерой и поддерживать его с высокой точностью. Это необходимо, например, для калибровки датчика перемещения стенок мишени при криогенной температуре или для поддержания стенок в вогнутом вовнутрь состоянии на поповину рабочего хода с тем, чтобы уменьшить примерно в два раза рабочие напряжения в стенке при работе ее в динамическом режиме и т. .п. Недостатками известной системы яв- пяются возможность загрязнения рабочего вещества мишени, уменьшение нацемности эксплуатации мишени, имеющей холодные вентили, расположенные в рабочем объеме камеры, малая точность поддержания перепада давления между мишенью и и неопределенность этой величины, невозможность в.широком циапазоне регулирования и поддержания заданного перепада давления между мишенью и камерой. Целью изобретения является расшире ние функциональны ; возможностей системы, увеличение надежности работы миш&ни. Указанная цеггь достигается тем, что в систему, содержащую пузырьковую ка меру, заключенную в вакуумный кожух и размеще1шую в ней трекочувствйтепьную мишень, а также трубку напопненияопорожнения мишени, соециненную оциим концом с мишенью, а другим - с гганиями высокого и низкого цавпений, введены дифференциальный пневмопреобразоватепь, пневморегупятор, конденсатор паровой фазы, два нормапьно-закрытых вентиля с сервомоторами пневматического типа, установленные на линияк высокого и низкого давлений, причем на вентиле, распопоженном на линии высокого давления установлен инвертор, оба вентиля расположены за пределами вакуумного кожуха, оцин из входов дифференциального пневмопреобразователя соединен с рабочим объемом камеры, другой с - рабочим объемом мишени,а выход его - с входом пневморегупятора, выхоц которого соединен одновременно с двумя сервомоторами нормапоь но закрытык вентилей, а на трубке наполнения опорожнения на выходе из мишени . установлен конденсатор паровой фазы. На чертеже показана пузырьковая камера. Пузырьковая камера 1 заключена в вакуумный кожух 2 содержит размешенную в ней трекочувствитепьную мишень с гибкими стенками 3. Трубка напогсиения-опорожнения 4 соединена одним концом с М11шенью. 3, а другим - с линиями высокого 5 и низкого 6 давлений. Дифферен1Шапьный пневмопреобразоватепь 7 для измерения перепада давления соединен одним из входов с камерой, 1, а другим с мишенью 3. Выход дифференциального пневмопреобразоватетхя 7 соединен с вх.оцом пневморегулятора 8. Величина перепа да давления, которая допжна поддерживаться, задается с помощыб станции 9 команд. На пинии низкого давления 6 установлен ретулирующий вентиль Юс сервомотором нормально-закрытого испоп . нения, а на пинии высокого давления установпен регулирующий вентиль 11 с сервомотором также нормально-закрытого исполнения, но соединенный последовав тепьно с инвертором 12. Последовательно соединение сервомотора регутфуюшего ве тиля 11 с ийвертором 12 позволяет рассматривать эту совокупность по отношению к регупятору (его сигналу) как нормапьно-открытый вентиль. Т. е. выкод регулятора 8 соединен одновременно с дЬумя резтпируюпщми вентилями, один из которых является нормапьно-закрытьш 10, а другой, при расмотренки его совместно с инвертором 12, является нормально-открытым. На трубке наполн&т1я-опоро кнения 4 непосредственно на выходе ее из мишени 3 для поддержания ережима в рабочем объеме мишени устаовлен конденсатор 13, Система работает следуюшям o6pa3ONi, Поскольку большинство криогенных узырьковых камер в качестве рабочей жидкости используют взрывоопасные, ве- щества то для управления и регулирования используется пневмоавтоматика. Пеепад давления между мишенью 3 и амерой 1 измеряется дифференциальным невмопреобразователем 7, который преобразует измеряемый перепад давления в стандартный воздушный сигнал вел1гчиной 0,2-1,0 кг/см . Стандартный воздушный сигнал поступает на пневморегулятор 8, гце сравнивается с опорным сигналом, который пропорционален задаваемой с помощью станции 9 команд и поддерживаемой с помощью пневморегулятора 8 разнице давления между мишенью и камерой. В зависимости от величины рассогласования открывается регулирующий вентиль 11, среоиняюший мишень с линией высокого давления 5, или регулирующий вентиль 10, соедин1ПО1ций мишень с пинией низкого давления. - На пинии низкого давления установпен нормально-закрытый вентиль 10, его сервомотор настраивается так, что он в интервале величины стандартного сигнала 0,2 - кг/см остается закрытым и только при повышении давления от 0,6 до 1,0 кг/см 2 постепенно открывается до максимального значения. На пинии высокого давления 5 установлен также нормально-закрытый вентиль 11, но он соединен с регулятором 8 последовательно через инвертор 12. Инвертор 12 пр&образует изменение давления 0,2-1,0 кг/см в изменение давления 1,0-О,2 кг/см, благодаря чему при изменении давления, поступающего с пневморегупятора 8 1,0-0,6 кг/см% давление, поступающее с инвертора 12 на сервомотор, изменяется от 0,2 до О,б кг/см- и вентипь 11 остается закрытым. Настройка вентилей одинакова. Вентиль 11 благодаря инвертору 12 только при уменьшении сигнала после пневморегупятора 8 0,6-0,2 кг/см постепенно открывается до своего максимального значения. Установка инвертора позволяет на выкоде и на входе мишени иметь два нормально-закрытых вентиля, что увеличивает нацежность эксплуатации мишени в аварийных спучаях при паценин или прекращении подачи воздуха. Размещение регулирующих вентипей за пределами вакуумного кожуха (при температуре окружающей срецы) позволяе увепичить нааежность , эксппуатации мише ни. Однако паразитная паровая фаза, образующаяся во время расширения в изолиро- ванной части трубки напопнения-опорононенкя, проходящей через рабочий объем камеры имеет тенденцию к скаптшанию-; И, как спеаствие4 этого, - к изменению пережима цо нупя. Исчезновение пережима приводит к по5Шпению паровой фа« зы в верхней части мишени (появпение уровня жицкости) и невозможности дальнейшей эксппуарашга мишени увеличивающегося аномального перемещения стенок, В этом случае для обеспечения работоспособности с регулирующими вентилями, размешенны ми при температуре окружающей среды, на трубке напопненИ5Ь-оп6рожнения сразу после выкода из мишенн установлен конценсатор 13 паровой фазы . Предлагаемая система регулирования реализована на моцели трекочувствитель- ной цейтериевой мишени. Точность поацержания перепааа аввпешш составляет fO,01 кг/см. Эта вепгичмна может быть улучшена на порядок при использовании . дифференциального пневмрпреобраэователя богшшей чувствительности. Перепад давления можно регулировать в прецепах f 0,5 кг/см 2 и стабильно поддерживать его на одном из уровней в этом диапазоне. Система со встроенным конденсатором на трубке наполнения-опорожнения обеспечивает величину пережима (0,5 кг/см) необходимую для работы мишени. Предлагаемая система регулирования перепада давления между мишенью и камерой позволяет исключить возможность загрязнения рабочего вещества,а также увеличить надежность эксплуатации мишени путем разм&щения регулирующих вентилей за пределами вакуумного кожуха.. Кроме того, данная система позволяет увеличить точность поддержания переп&да давления между мишенью н камерой и обеспечить в ишроком диапазоне возмрж-, ность регулирования и подпержания заданного перепада давления.

СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ПЕРЕПАДА -ДАВЛЕНИЯ МЕЖДУ ПУЗЫРЬКОВОЙ КАМЕРОЙ И ТРЕКО- . ЧУВСТВИТЕЛЬНОЙ МИШЕНЬЮ, содержащая пузырьковую камеру, заключенную в вакуумный кожух,и размещенную в ней трекочувствитепьную мишень, а также трубку наполнения-опорожнения, соециненную одним концом с мишенью, а цругим - с ггани51ми высокого и низкого цавпения, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей системы и увеличения надежности работы мишени, в систему введены дифференциальный пневморреобразова- тель, пневморегулятор, конденсатор паровой фазы, два нормально-закрытык вентиля с сервомоторами пневматического типа, установленные, на линиях высокого и низкого давления, причем на вентиле, расположенном на линии высокого давле кия,установлен инвертор, оба вентиля расположены за пределами вакуумного кожуха, один из входов дифференциального пневмопреобразования соединен с рабочим объемом камеры, фугой - с рабочим а объемом мишени, а выход его - с входом пнев{лорегулятора, выход которого (Л соединен одновременно с двумя сервомоторами нормально-закрытых вентилей, с: а на трубке наполнения опорожнения на выходе из.мишеии установлен конденсатор паровой фазы. ел О) о CD